DE10037711B4

DE10037711B4 - Gewickelte Batterieelektrode mit einer rechteckigen porösen Basisplatte

Info

Publication number: DE10037711B4
Application number: DE10037711A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Wako Suzuki; Kyoichi Wako Ariga; Hiroyuki Koga Takayasu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Sanoh Industrial Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Sanoh Industrial Co Ltd
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: FR2797350A1; DE10037711A1; US6641956B1; TW459415B; FR2797350B1; JP2001052711A

Abstract

Eine Elektrodenplatte einer Batterie umfaßt eine rechteckige, leitende poröse Basisplatte und eine Paste, enthaltend eine aktive Substanz, welche über die Oberflächen der Basisplatte ausgebreitet und in Hohlräume in der Basisplatte durch Walzen gefüllt ist, um an den Oberflächen der Basisplatte haftende Schichten zu bilden. Beim Formen der Basisplatte werden ihre Ecken abgerundet, und die Kante mindestens einer Seite der Basisplatte wird im Querschitt gerundet. So werden Grate an den Ecken und längs der Seiten entfernt, so daß das Auftreten eines übermäßig großen Kontaktdruckes an den Ecken und Seiten der Basisplatte in montiertem Zustand der Speicherbatterie und ferner das Auftreten von Kurzschlüssen vermieden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine gewickelte Batterieelektrode mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wie aus der DE 35 87 825 T22 bekannt.

Unter Bezugnahme auf 4 hat eine herkömmliche Elektrodenplatte 1 für eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie eine rechteckige Basisplatte 2. Eine Paste 3 enthaltend eine aktive Substanz ist in die Basisplatte 2 eingebracht und durch Walzen darauf ausgebreitet. Die Basisplatte 2 ist beispielsweise eine nickelplattierte poröse Weichstahl-Platte, wie ein Maschengitter, eine gestanzte Platte oder eine Schaummetallplatte. Wenn die Elektrodenplatte 1 als negative Elektrode einzusetzen ist, enthält die Paste 3 eine Wasserstoff absorbierende Legierung, ein Leitmittel und ein Haftmittel sowie ein Dispersionsmittel. Wenn die Elektrodenplatte als positive Elektrode einzusetzen ist, enthält die Paste 3 ein Nickel-Hydroxid. An der Basisplatte ist eine Kollektorlasche 4 so angebunden, daß sie sich längs der langen Seite der Basisplatte gemäß 5 erstreckt. Ein Paar Elektroden ähnlich dieser Elektrodenplatte 1, die als positive Elektrode bzw. als negative Elektrode dienen, sind beispielsweise in zylindrische Gestalt gewickelt oder gewunden und einander gegenüber in einem Batteriegehäuse aufgenommen, welches mit einem Elektrolyten gefüllt ist, wobei das offene Ende des Batteriegehäuses von einem mit einem Sicherheitsventil versehenen Deckel abgeschlossen ist. Wie allgemein bekannt, sind die entsprechenden Kollektorlaschen der positiven Elektrodenplatte bzw. der negativen Elektrodenplatte mit externen positiven bzw. negativen Anschlüssen verbunden.

Beim Herstellen der Basisplatte 2 der beschriebenen herkömmlichen Batterieelektrode 1 durch Schneiden eines Maschengitters, einer gestanzten Platte oder einer porösen Platte können sich an den vier Ecken und an den vier Seiten der rechteckigen Basisplatte 2 Grate bilden. Wenn ein Paar Elektroden mit solchen Graten als positive und negative Elektroden in zylindrische Gestalt einander gegenüberliegend gewickelt sind, ist der Kontaktdruck in den Umfangsbereichen und den Ecken hoch, so daß Kurzschlüsse aufgrund des Kontaktes zwischen den Graten des Paares Elektroden auftreten können.

DE 24 59 856 A1 offenbart eine Elektrode für galvanische Elemente aus einem gitterartigen Gerüst, dessen Stege mit einer hochporösen Sinterauflage versehen sind. Die Poren dieser Sinterauflage enthalten einpastierte aktive Masse.

DE 694 14 172 T2 offenbart eine starre Batterieelektrode mit einer rechteckigen porösen Basisplatte.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Batterieelektrode der eingangs genannten Art anzugeben, bei der solche Kurzschlüsse vermieden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Batterieelektrode gemäß Patentanspruch 1 vor.

Die genannte Aufgabe und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.

Es zeigen:

1 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführung einer Elektrodenplatte gemäß der Erfindung für eine Speicherbatterie;

2 eine Seitenansicht der Elektrodenplatte nach 1;

3 einen Teil-Längsschnitt durch eine Speicherbatterie;

4 eine Vorderansicht einer herkömmlichen Elektrodenplatte für eine Speicherbatterie und

5 eine Seitenansicht der Elektrodenplatte nach 4.

Gemäß den 1 und 2 hat eine bevorzugte Ausführung einer Elektrodenplatte 11 für eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie gemäß der Erfindung eine rechteckige Basisplatte 12, wobei eine Paste 13 enthaltend eine aktive Substanz auf der Basisplatte ausgebreitet und gewalzt ist. Die Basisplatte 12 ist beispielsweise eine nickelplattierte, poröse Weichstahlplatte, wie ein Maschengitter oder Sieb, eine gestanzte Platte oder eine Schaummetallplatte. Wenn eine negative Elektrode geschaffen werden soll, wird die Paste 13 einer gewünschten Viskosität und gewünschten Temperatur durch Kneten eines Gemisches aus Pulver einer Wasserstoff absorbierenden Legierung, einem leitfähigen Mittel, einem Haftmittel, einem Dispersionsmittel und Wasser vorbereitet. Wenn eine positive Elektrode geschaffen werden soll, enthält die Paste 13 Nickeloxyhydroxid (NiOOH). Die Paste 13 wird über die Oberflächen der Basisplatte 12 ausgebreitet und durch Walzen in die Hohlräume der Basisplatte 12 eingefüllt, so daß auf der Basisplatte 12 daran anhaftende und diese überdeckende Schichten gebildet werden.
Wenn die Elektrodenplatte 11 als negative Elektrode einer Batterie genutzt ist, absorbiert die Wasserstoff absorbierende Legierung Wasserstoff und Sauerstoff beim Laden oder gibt Wasserstoff und Sauerstoff beim Entladen ab. An die Elektrodenplatte 11 ist eine Kollektorlasche 14 angebunden, die sich längs einer ihrer langen Seiten erstreckt. Die Elektrodenplatte 11 kann entweder als positive oder als negative Elektrodenplatte genutzt werden. Wenn die Elektrodenplatte 11 als negative Elektrode zu nutzen ist, erstreckt sich die Kollektorlasche 14 längs der unteren langen Seite der Basisplatte 12. Wenn die Elektrodenplatte 11 als positive Elektrode zu nutzen ist, erstreckt sich die Kollektorlasche 14 längs der oberen langen Seite der Basisplatte 12.
Die vier Ecken C der Basisplatte 12 sind abgerundet, und die Kanten der Seiten S der Basisplatte 12, ausgenommen die lange Seite S, längs welcher sich die Kollektorlasche 14 erstreckt, sind im Querschnitt gemäß 2 gerundet. Die Ecken C und die Kanten der Seiten S der Basisplatte 12 können durch ein übliches Abrundungsverfahren gerundet werden. Die Kanten der Seiten S können durch ein Kantenbrechverfahren unter Einsatz einer Walze oder durch jedes andere zweckentsprechende Verfahren gerundet werden. Nur diejenigen Ecken C und Kanten der Seiten S, an welchen ein Kurzschluß auftreten könnte, können abgerundet sein. Die Ecken C und die Kanten der Seiten S können mit gewünschten Krümmungsradien abgerundet werden. Wenn die Elektrodenplatte 12 in zylindrische Gestalt gewickelt ist, bilden, in 1 gesehen, der linke Endabschnitt mit den Ecken C und der kurzen Seite S einen auflaufenden Endabschnitt und der rechte Endabschnitt mit den Ecken C und der anderen kurzen Seite S einen ablaufenden Endabschnitt. Die rechten und linken Endabschnitte der Elektrodenplatte 12 neigen besonders zu Kurzschlüssen. Die untere lange Seite S gemäß 1 neigt in gewickeltem Zustand der Elektrodenplatte 12 insbesondere dann zu einem Kurzschluß, wenn die untere lange Seite S Grate hat.
3 zeigt eine Speicherbatterie 16, bei der ein Paar negative und positive Elektroden 11n und 11p den oben beschriebenen Aufbau haben und in einem Batteriegehäuse 17 eingeschlossen sind. Die Elektroden 11n und 11p sind einander gegenüberliegend in zylindrische Gestalt gewickelt. Diese Elektroden 11n und 11p sind mittels einer zwischen ihnen angebrachten Isolierschicht 18 elektrisch isoliert. Die Kollektorlasche der negativen Elektrode 11n ist mit 14n bezeichnet, während die Kollektorlasche der positiven Elektrode 11p mit 14p bezeichnet ist. Der Abschlußdeckel der Batterie 16 ist mit 19 bezeichnet. Innerhalb des Deckels 19 ist ein Sicherheitsventil 20 vorgesehen. Ein positiver Verbindungsstreifen 21 verbindet die positive Kollektorlasche 14p mit dem Abschlußdeckel 19.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist bei der beschriebenen Elektrodenplatte für eine Speicherbatterie gemäß der Erfindung mindestens eine der Ecken C der leitenden porösen Basisplatte 12 abgerundet, und mindestens die Kanten einer der Seiten S der Basisplatte haben gerundeten Querschnitt, um beim Formen der porösen Basisplatte Grate zu entfernen, so daß eine Belastung durch übermäßig großen Kontaktdruck auf die Ecken und die Seiten der Basisplatte ebenso wie das Auftreten von Kurzschluß vermieden sind.

Claims

Gewickelte Batterieelektrode mit einer rechteckigen, leitenden porösen Basisplatte (12), wobei eine Paste (13) enthaltend eine aktive Substanz über beide Oberflächen der Basisplatte (12) in Schichten ausgebreitet und in Hohlräume der Basisplatte gefüllt ist, und diese Schichten die Oberflächen der Basisplatte überdecken, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Ecken (C) der porösen Basisplatte (12) abgerundet ist und mindestens eine der beiden Seiten (S), welche einen auflaufenden oder ablaufenden Endabschnitt bildet, eine im Querschnitt abgerundete Kante hat.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kollektorlasche (14) an und längs einer Kante einer der Längsseiten der porösen Basisplatte (12) angebracht ist.
Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante der einen Längsseite im Querschnitt nicht abgerundet ist.
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (12) durch Abschneiden von einer porösen Platte erzeugt ist, wobei die Hohlräume vorgeformt sind.
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte eine Maschengitterplatte aus Weichstahl, eine gestanzte Metallplatte oder eine Schaummetallplatte ist.
Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Längsseite der Basisplatte, die entgegengesetzt der mit der Kollektorlasche versehenen Seite ist, eine im Querschnitt gesehen abgerundete Kante aufweist und daß die vier Ecken der Basisplatte abgerundet sind.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer der Seiten der porösen Platte die nach außen weisende Kante abgerundet ist.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt gerundete Kante unter Einsatz einer Walze gebrochen ist.